工业机器人是提升先进制造业自动化水平、降低工人劳动强度、提高生产效率的重要手段。随着中国制造业的升级转型,工业机器人的使用和普及将会更加广泛。而控制系统作为工业机器人的核心组成部分,直接影响机器人的综合性能,其研究一直以来都是机器人领域研究的热点内容之一。本课题针对工业机器人控制系统开放性较差、成本较高的问题,结合项目的实际需求,设计一套开放的、性能良好和性价比高的下料工业机器人控制系统。本文首先分析了工业机器人控制系统的研究和技术现状,在综合比较的基础上,提出基于“DSP+FPGA+PC”架构的下料工业机器人控制系统的总体设计方案,采用PC作为上位机进行人机交互,设计基于DSP和FPGA的运动控制器,实现机器人位姿信息的同步采集与运动控制。然后,论文对下料工业机器人进行了运动学分析,采用D-H参数法对其各个连杆建立连杆坐标系,推导机器人的运动学模型,并基于Robotics Toolbox对机器人运动学模型和轨迹规划算法进行仿真验证。仿真结果表明了机器人运动学模型和轨迹规划算法的正确性。之后,设计了以DSP为核心的控制单元和以FPGA为核心的数据同步采集单元的硬件电路,基于自主设计的硬件系统进一步完成了控制系统的软件开发,主要包括DSP控制、FPGA数据同步采集和数据通信以及上位机的人机交互等程序的设计与实现。最后,在完成控制系统软硬件设计的基础上,构建了典型单电机的运动控制平台,并对控制系统进行综合测试。结果表明,本文所设计的控制系统可以满足下料工业机器人的实际工程要求。